2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、近年來隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,觀察、測(cè)量以及操縱納米尺度的物體逐漸成為熱門的研究領(lǐng)域,用來分析和操作納米世界的工具經(jīng)過了漫長的發(fā)展探索。超聲原子力顯微鏡(UAFM)技術(shù)結(jié)合原子力顯微鏡與超聲方法,驅(qū)動(dòng)AFM探針的懸臂梁做超聲振動(dòng),接觸過程中精確測(cè)量針尖-樣品接觸諧振頻率的改變,以此表征或計(jì)算出樣品表面局部機(jī)械性質(zhì),實(shí)現(xiàn)在納米或亞納米尺度材料的彈性性能的無損檢測(cè)。傳統(tǒng)UAFM工作在接觸模式下時(shí)具有接觸力較大、易損傷樣品的缺點(diǎn),本文通過對(duì)新

2、型自感應(yīng)音叉探針施加雙頻激勵(lì),使得UAFM工作在輕敲模式,減小接觸力和掃描過程中的側(cè)向力影響,實(shí)現(xiàn)樣品表面力學(xué)特性和亞表面結(jié)構(gòu)的表征。
  本文基于原子力顯微鏡設(shè)計(jì)思想,將新型音叉探針與納米壓電位移平臺(tái)相結(jié)合,搭建了雙頻激勵(lì)超聲原子力顯微測(cè)試系統(tǒng),并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證測(cè)量方案的可行性。論文主要內(nèi)容包括:
  1)介紹UAFM工作原理。通過分析針尖-樣品接觸模型,研究傳統(tǒng)UAFM定量測(cè)量楊氏模量的原理,分析超聲原子力顯微技術(shù)應(yīng)用于輕

3、敲模式下的可行性。
  2)介紹了新型音叉探針的基本原理。將新型音叉探針應(yīng)用于超聲原子力系統(tǒng)中,通過實(shí)驗(yàn)排除單頻測(cè)量系統(tǒng)的可行性,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)雙頻激勵(lì)系統(tǒng)方案。
  3)研究以FFT為基礎(chǔ)的頻率分離及頻譜細(xì)化算法,設(shè)計(jì)并制作DSP為核心的頻譜分析模塊,實(shí)現(xiàn)頻率測(cè)量,結(jié)合實(shí)驗(yàn)情況,改進(jìn)和優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
  4)以鎖相環(huán)和濾波器為基礎(chǔ)改進(jìn)雙頻超聲原子力顯微測(cè)試系統(tǒng)方案,完成探針信號(hào)合成、分離等電路設(shè)計(jì)和制作,設(shè)計(jì)并搭建雙

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